リチウムイオン二次電池システム、車両、および電池搭載機器
【課題】 使用により低下したリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができるリチウムイオン二次電池システム、そのリチウムイオン二次電池システムを用いる車両、および電池搭載機器を提供する。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池システム１０は、電極部材を有するリチウムイオン二次電池１５と、リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段１２と、を備え、リチウムイオン二次電池を所定の放電電流Ｉ１で放電させる放電手段１３、を備え、制御手段１２は、リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることが可能な、リチウムイオン二次電池の電圧Ｖｂが再増大時電圧Ｖｃになるまで、放電手段により、所定の放電電流でリチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を含む。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池システム１０は、電極部材を有するリチウムイオン二次電池１５と、リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段１２と、を備え、リチウムイオン二次電池を所定の放電電流Ｉ１で放電させる放電手段１３、を備え、制御手段１２は、リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることが可能な、リチウムイオン二次電池の電圧Ｖｂが再増大時電圧Ｖｃになるまで、放電手段により、所定の放電電流でリチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池システム、リチウムイオン二次電池システムを用いる車両、およびリチウムイオン二次電池システムを用いる電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、使用に伴って充放電を繰り返すと、出力特性が低下する。この要因の１つは、電極（活物質）に不動態被膜が生成されるためであると考えられる。このため、電池寿命末期まで所定の出力特性を保つべく、出力特性の低下分を見込んで、出力の大きな二次電池を用いることがある。この場合には、電池の材料コストの上昇や電池体積の増大等の問題を生じる。
そこで下記の特許文献では、二次電池を組み立てた後、予備放電することにより、負極表面上に形成された不動態被膜を破壊することを提案している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９７３６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献で提案された技術は、二次電池の組み立て後にのみ予備放電を行っているので、電池の使用に伴って電極（活物質）上に発生し、充放電を妨害する被膜を低減することができない。従ってこの二次電池は、使用に伴い出力特性が低下していく虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、使用により低下したリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができるリチウムイオン二次電池システム、このリチウムイオン二次電池システムを用いる車両、および電池搭載機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、その解決手段は、電極部材を有するリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【０００７】
使用により出力特性が低下したリチウムイオン二次電池（特性低下電池）を、０．２Ｃの比較的小さな電流で放電させると、電池の電圧は徐々に低下していく。しかし、この電池電圧の単位時間当たりの電圧低下率について見ると、過放電の領域で、この電圧低下率の値が一旦減少した後に、再び増大する挙動を示す場合がある。つまり、一旦、電圧の低下速度が遅くなった後、再び電圧の低下速度が速くなる挙動を示す場合がある。これは、この電圧低下率が減少してから、再び増大する再増大時電圧になるまでの電圧域で、電極上の被膜を溶かす反応が進行しているためであると推定される。
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に、リチウムイオン二次電池の電圧が再増大時電圧になるまで、この電池を放電させる第１出力回復手段を含んでいる。この第１出力回復手段により再増大時電圧になるまでリチウムイオン二次電池を放電させることで、この電池の出力特性を回復させることができる。
【０００８】
ここで、０．２Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この０．２Ｃに相当する電流値を用いて上述の再増大時電圧を得る。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる０．２Ｃに相当する放電電流を用いて、再増大時電圧を得ても良い。
【０００９】
なお、リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極活物質を担持した正電極板、負極活物質を担持した負電極板、これらの間に介在するセパレータ、および電解液を備えるリチウムイオン二次電池が挙げられる。従って例えば、帯状の正電極板と帯状の負電極板を帯状のセパレータを介して捲回した捲回形や、複数の正電極板と複数の負電極板とを、セパレータを介して交互に積層した積層形が挙げられる。
【００１０】
また、正極活物質としては、電気化学的に自由にリチウムイオンの授受が可能なリチウム化合物であればよく、例えばＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＦｅＯ2、Ｌｉ2ＭｎＯ3、ＬｉＦｅＰＯ4、これらの混合物等が挙げられる。負極活物質もまた、電気化学的に自由に金属リチウムの授受が可能な導電性物質であればよく、例えば、金属リチウムを内部にドープ可能な導電性炭素材が挙げられる。
さらに、電解液としては、例えば、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの有機溶媒、あるいはこれらの混合有機溶媒に、例えば、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6等の電解質を溶解させた非水電解液が挙げられる。電解質体に電解液を用いた場合には、例えば、高分子繊維からなるセパレータに保持させて、正極活物質および負極活物質に接触させると良い。
【００１１】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池に所定の放電電流を放電させることができるものであればよく、例えば、定電流を流しうる定電流回路や所定の放電電流に見合う抵抗を備える抵抗回路等が挙げられる。
また、制御手段としては、リチウムイオン二次電池の充放電の制御が可能であればよく、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等の電子部品およびその周辺回路を備える制御装置等が挙げられる。
【００１２】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第１出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す反復第１出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００１３】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第１出力回復手段を含んでいる。このため、第１出力回復手段による放電を繰り返すことで、第１出力回復手段を１回のみ行う場合よりも、確実に電極に生じた被膜を溶かすことができる。従って、確実かつより大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００１４】
なお、充電手段としては、リチウムイオン二次電池を適宜の充電電流で充電できるものであればよく、充電電流の大きさ、充電パターン等は特に制限されない。
【００１５】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記所定の放電電流を、前記リチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下の電流としてなるリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００１６】
本発明のリチウムイオン二次電池システムでは、第１出力回復手段における放電電流をリチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下という比較的小さな放電電流としている。従って、電極に生成された被膜を溶かす反応を比較的長い時間をかけて進行させることができるので、確実に電極上の被膜を溶かすことができる。従って、電池の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００１７】
さらに、他の解決手段は、リチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第２出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、上記正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで、上記放電手段により、１０Ｃ以上の所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第２出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【００１８】
リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質は、充放電によりリチウム含有率が変化する。具体的には、充電を行うとリチウム含有率が低下し、放電によりリチウム含有率が上昇する。一方、正極活物質は、一般にリチウム含有率に応じて異なる結晶系をとるため、リチウム含有率が変化すると結晶変態（相変態）が起こる。そこで、大きな放電電流で電池を放電させると、正極活物質中のリチウム含有率が急増して、急激に結晶変態が生じ、寸法変化も生じるため、正電極（正極活物質）上の被膜に亀裂を生じさせ、正極活物質を露出させることができると考えられる。あるいは、大きな放電電流を流す際に生じる電流の集中等により、正電極あるいは負電極に生じていた被膜が穿孔されたり、亀裂を生じたりすることも考えられる。なお正極活物質は、リチウム含有率に応じて、その酸化電位が変動する。具体的には、リチウム含有率が大きいほど、酸化電位が低くなる。
【００１９】
そこでまず、正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とする。そして、第２出力回復手段を制御手段に含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の比較的大さな電流で、この電池の電圧が第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで放電させる。これにより、電池の出力特性を回復させることができる。
【００２０】
ここで、１０Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この１０Ｃに相当する電流値を用いて上述の第１酸化電位の６０％値になるまで放電させる。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる１０Ｃに相当する放電電流を用いて、第１酸化電位の６０％値まで放電させても良い。
【００２１】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池を１０Ｃ以上の所定の放電電流で放電させることができるものであれば良い。
【００２２】
なお、正極活物質としては、電気化学的に自由にリチウムイオンの授受が可能なリチウム化合物のうち、リチウムイオンの含有量の変化によって、その結晶の変態が起こるものであればよく、例えば、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＦｅＯ2等が挙げられる。リチウム化合物の第１酸化電位は、例えば、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＣｏＯ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＮｉＯ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＦｅＯ2（１．５Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）である。ただし、リチウム化合物の後に記す括弧内の数値は、それぞれのリチウム化合物の第１酸化電位である。
【００２３】
また、リチウム化合物の第１酸化電位の測定手法としては、例えば、電池の電極材料の評価手法の１つである、三極式セルを用いたサイクリックボルタンメトリー評価が挙げられる。ここで三極とは、対極、参照極、および作用極であり、対極および参照極には金属リチウムを、作用極には評価するリチウム化合物を担持した担持箔を用いて評価を行う。
【００２４】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第２出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする第２回復前満充電手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００２５】
リチウムイオン二次電池を満充電にすることで、その正極活物質のリチウムイオン含有率を大きく低下させることができる。従って、満充電手段によりリチウムイオン二次電池を満充電まで充電した後に、１０Ｃ以上の電流で放電させることで、確実に正極活物質の結晶の変態を発生させ、正極活物質上の被膜に亀裂を生じさせて、正極活物質を露出させることができる。従って、確実にリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００２６】
また、満充電手段は、リチウムイオン二次電池を満充電にさせることができるものであればよく、例えば、定電流・定電圧充電が可能な充電装置等が挙げられる。
【００２７】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第２出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す反復第２出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００２８】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第２出力回復手段を含んでいる。このため、第２出力回復手段による放電を繰り返すことで、第２出力回復手段を１回のみ放電する場合よりも、確実により大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００２９】
さらに、他の解決手段は、リチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第３出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、この正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とし、所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の第１放電電流で放電させた場合に、放電開始から、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまでの時間を、６０％低下時間としたとき、上記所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、上記６０％低下時間以上、上記放電手段により、上記１０Ｃ以上の上記第１放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第３出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【００３０】
前述したように、リチウムイオン二次電池をその大きな放電電流で放電させると、正極活物質中のリチウム含有率が急変して、その結晶変態が急速に起こるため、正極活物質上の被膜に亀裂を生じさせるなどにより出力特性を回復できる。制御手段に第３出力回復手段を含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池を、第３出力回復手段により放電開始時充電状態から第１放電電流で６０％低下時間にわたり放電させる。これにより、リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３１】
ここで、１０Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この１０Ｃに相当する電流値を用いて上述の第１酸化電位の６０％値になるまで放電させる。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる１０Ｃに相当する放電電流を用いて、第１酸化電位の６０％値まで放電させても良い。
【００３２】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池に１０Ｃ以上の所定の放電電流を放電させることができるものであれば良い。
【００３３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第３出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする第３回復前満充電手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３４】
リチウムイオン二次電池を満充電にすることで、その正極活物質のリチウム含有率を大きく低下させることができる。従って、満充電手段によりリチウムイオン二次電池を満充電まで充電した後に、１０Ｃ以上の電流で放電させることで、確実にリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３５】
なお、満充電手段は、リチウムイオン二次電池を満充電させることができるものであれば良い。
【００３６】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第３出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電とを、交互に繰り返す反復第３出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３７】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第３出力回復手段を含んでいる。このため、第３出力回復手段による放電を繰り返すことで、第３出力回復手段を１回のみ放電する場合よりも、確実、かつ大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３８】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を有し、放電と上記充電手段による充電とを、交互に繰り返して、上記放電を複数回行う、混合反復出力回復手段であって、上記複数回の放電には、上記第１出力回復手段による放電、および、上記第２出力回復手段または上記第３出力回復手段のいずれかによる放電を、それぞれ１回以上含む混合反復出力回復手段を有するリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３９】
制御手段に混合反復出力回復手段を含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池について、第１出力回復手段による放電、および、第２出力回復手段または第３出力回復手段のいずれかによる放電をそれぞれ１回以上施すことができる。これにより、同一のリチウムイオン二次電池について、二種類の手法を施すことができるから、この電池の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００４０】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いた車両である。
【００４１】
本発明の車両では、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いているので、使用に伴うリチウムイオン二次電池の出力特性を適宜回復させることができる車両とすることができる。
【００４２】
なお、リチウムイオン二次電池システムを用いた車両としては、その動力源の全部あるいは一部に電池による電気エネルギーを使用している車両であれば良く、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータ、鉄道車両が挙げられる。
【００４３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器である。
【００４４】
本発明の電池搭載機器では、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いているので、使用に伴うリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる電池搭載機器とすることができる。
【００４５】
なお、リチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器としては、電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも１つとして利用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器、が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず図１は、実施形態１にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）１０を公知の手法で搭載した車両１を示す図である。
車両１は、エンジン８０、フロントモータ２０およびリアモータ３０を併用して駆動するハイブリッド電気自動車である。この車両１は、車体９０、エンジン８０、これに取り付けられたフロントモータ２０、リアモータ３０、高電圧ケーブル５０、インバータ６０、補機電池４０、ケーブル７０、およびバッテリパック１０を有している。バッテリパック１０は、車両１の車体９０に取り付けられている。
【００４７】
次いで、図２に実施形態１にかかるリチウムイオン二次電池システムをなすバッテリパック１０を示す。
バッテリパック１０は、複数のリチウムイオン二次電池（以下、単電池ともいう）１５を直列に接続してなる組電池１１、バッテリコントローラ１２、放電装置１３、充電装置１４、およびスイッチ１９を備える。
【００４８】
組電池１１を構成する各々の単電池１５は、図示しないが正極活物質としてＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、所定の導電剤、および結着剤をペースト化しアルミニウム箔に塗工した正極板と、負極活物質として天然黒鉛および所定量の結着剤をペースト化し銅箔に塗工した負極板を、セパレータを介して捲回した捲回形リチウムイオン二次電池である。また、この電池には、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、およびエチレンカーボネートを、３：３：４の混合比で混合した有機溶媒に、ＬｉＰＦ6からなる電解質を１．２５Ｍ／Ｌになるよう溶解させた電解液を用いる。
【００４９】
実施形態１にかかるバッテリパック１０のうち、バッテリコントローラ１２は、ＣＰＵ１６、ＲＯＭ１７、およびＲＡＭ１８を有し、ＲＯＭ１７およびＲＡＭ１８に保持されたプログラムおよびデータ等を用いて、放電装置１３、充電装置１４、およびスイッチ１９等に対し所定の制御を行う。このバッテリコントローラ１２は、車両１の通常使用時も、組電池１１（単電池１５）の充放電制御を担っている。
このうち、ＣＰＵ１６は、バッテリパック１０の制御を司っており、ＲＯＭ１７には、各種記憶エリアが設けられ、後述の回復後積算走行距離、単電池１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、および再増大時電圧Ｖｃ等が記憶エリアに記憶されている。また、ＲＡＭ１８にも、各種記憶エリアが設けられ、実行時には、一時的に所定の記憶エリアに記憶される。
【００５０】
また放電装置１３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流放電回路を有するものであり、単電池１５の０．２Ｃに相当する例えば２Ａ以下の比較的小さな放電電流Ｉ１による放電に用いる。
充電装置１４は、エンジン８０の駆動で発電するオルタネータ８１によって、高い充電状態を維持している補機電池４０を用いて、適宜の電流値で単電池１５（組電池１１）を定電流・定電圧充電が可能なものである。
さらに、スイッチ１９は、単電池１５（組電池１１）の出力回復を実施する際に、通常接続しているフロントモータ２０、リアモータ３０等を組電池１１（単電池１５）から切り離すスイッチである。
また、補機電池４０は、ケーブル７０を通じて、バッテリコントローラ１２の外部電源としての役割を担う。
【００５１】
ところで、組電池１１で用いている単電池１５は、長期間使用し充放電を繰り返すと、出力特性が低下してくる。このような単電池１５において、０．２Ｃの放電電流で放電させたときの電圧Ｖｂの経時変化のグラフを図３に示す。縦軸は単電池１５の電圧Ｖｂ（Ｖ）、横軸は放電時間（ｈ）である。
放電により電圧Ｖｂは低下し続けるのであるが、単位時間当たりの電圧低下率（電圧低下の傾き）に着目すると、放電を開始してしばらくは、この値が徐々に増大し続ける（Ａ部）。しかし電圧Ｖｂが３Ｖ以下の、通常過放電とされる範囲において、その後、電圧低下率が一時的に低下する領域が生じる（Ｂ部）。そして、その後、再び電圧低下率が増大し始める。そのときの電圧を再増大時電圧Ｖｃとする。電圧低下率がこのように変化するのは、Ｂ部で電極上の被膜の酸化還元反応が生じ、その被膜の溶解が進行しているためであると考えられる。
【００５２】
次に、車両１に搭載したバッテリパック１０を用いて、これに用いている単電池１５（組電池１１）を出力回復させる手法について、図４〜６に示したフローチャートを参照しながら説明する。
まず、図４のバッテリコントローラ１２のメインルーチンを示すフローチャートを説明する。
車両１をキーオン（起動）すると、それに伴いバッテリコントローラ１２が起動し、ステップＳ１において初期設定を行う。
次に、ステップＳ２に進み、ＲＯＭ１７内にある、前回の回復処理以降の車両１の走行距離を積算した回復後積算走行距離が、１０００ｋｍを越えているか否かを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち回復後積算走行距離が１０００ｋｍを越えていない場合、ステップＳ５に進む。一方、ＹＥＳ、すなわち回復後積算走行距離が１０００ｋｍを越えていた場合には、ステップＳ３に進み、回復フラグを０から１にする。その後、ステップＳ４で、回復後積算走行距離を０ｋｍにしてＲＯＭ１７内に記憶し、ステップＳ５に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、キーオフしたかどうかを判断し、車両１をキーオフにするまで、つまり運転者が車両１の使用を終了するまで待機する。これは、後述するように単電池１５（組電池１１）の出力回復には、この単電池１５（組電池１１）を充放電させる必要があるので、運転中を避けるためである。
【００５４】
車両１がキーオフになったら（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、回復フラグが１であるか否かを判定する。ここで、ＮＯ、すなわち回復フラグが０である場合、ステップＳ１０に進み、エンジンをストップする。一方、ＹＥＳ、すなわち回復フラグが１である場合は、車両１のエンジン８０の駆動を維持したままステップＳ７に進み、スイッチ１９をオフとし、フロントモータ２０およびリアモータ３０を、組電池１１（単電池１５）から切り離す。
次いで、ステップＳ８ａに進み、後述する出力回復ルーチンを実行する。その後、ステップＳ９でスイッチ１９をオンとして、フロントモータ２０、リアモータ３０を組電池１１（単電池１５）と接続し、ステップＳ１０でエンジン８０をストップして、終了する。
【００５５】
次いで、ステップＳ８ａの出力回復ルーチンについて図５のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１１では、実行回数ｍを１とおく。ステップＳ１２では、後述する第１出力回復ルーチンを実行し、その後、ステップＳ１３では、実行回数ｍに１を加える。
【００５６】
その後、充電装置１４を用いて単電池１５（組電池１１）を定電流・定電圧充電し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５で、単電池１５（組電池１１）の充電状態がＤＯＤ４０％と判定されるまで充電を続ける。なおＤＯＤ４０％となったか否かの判定は、単電池１５（組電池１１）の電圧ＶｂがＤＯＤ４０％に対応する所定電圧に達し、充電電流が所定電流（本実施形態１では１Ａ）に達したか否かで行うと良い。
充電終了後（ステップＳ１６）、ステップＳ１７で実行回数ｍが４より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｍが４以下である場合は、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２〜Ｓ１７を繰り返す。かくして、ステップＳ１２の第１出力回復ルーチンを５回繰り返したら（ｍ＝５）、メインルーチン（図３参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００５７】
次いで、ステップＳ１２の第１出力回復ルーチンについて、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、ステップＳ２１において、放電装置１３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ０．２Ｃの放電電流Ｉ１で放電させる。
すると、単電池１５の電圧Ｖｂが徐々に下がるので、ステップＳ２２でこの電圧Ｖｂが再増大時電圧Ｖｃに到達するまで待ち、ステップＳ２３で放電を終了した後に、出力回復ルーチン（ステップＳ１２）に戻る。
【００５８】
なお、上述の第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）では、放電電流Ｉ１として０．２Ｃという比較的小さな電流で単電池１５（組電池１１）を放電させる。これにより、前述した図３におけるＢ部内にとどまる時間、つまり単電池１５の電極に生成された被膜を溶かす反応が生じている時間を、比較的長く確保できるので、確実に電極上の被膜を溶かすことができる。従って、単電池１５（組電池１１）の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００５９】
次いで、単電池１５をなすリチウムイオン二次電池に、上述の第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を複数回実行した場合の出力回復結果を図７に示す。縦軸は、出力回復前のリチウムイオン二次電池の出力を１００％とした場合の、電池の出力の変化（％）、横軸は第１出力回復ルーチンの実行回数ｍ（回）である。
第１出力回復ルーチンの実行回数ｍ＝１のとき（第１出力回復ルーチンを１回実行したとき）、電池出力は約１０９％に増大した。さらに、実行回数ｍ＝２以上のとき（複数回、第１出力回復ルーチンを実行したとき）、この電池出力は、実行回数ｍが増えるにつれてさらに増大している。
【００６０】
第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を繰り返す出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ）を設けることで、第１出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５、さらには組電池１１の出力特性を回復させることができることが判る。
但し、実相回数ｍが大きくなるほど電池出力の変化（増加分）が少なくなることが判る。このグラフから、実行回数ｍを大きくするごとに、リチウムイオン二次電池の出力の変化が小さくなることから、実行回数ｍ＝５以内程度とすれば足りることが判る。そこで本実施形態１では前述したように、実行回数ｍを５回としている。
一方、本実施形態１では、出力低下したリチウムイオン二次電池１５（組電池１１）に対して、第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を５回繰り返して実行したが、１回のみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００６１】
なお、本実施形態１における第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）は第１出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ）は反復第１出力回復手段にそれぞれ相当する。
【００６２】
（実施形態２）
次に、本実施形態２について、図面を参照しつつ説明する。
実施形態２にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック１１０）を公知の手法で搭載した車両１０１は、前述のバッテリパック１０に代えてバッテリパック１１０を備える点以外は、実施形態１と同様のハイブリッド電気自動車である（図１参照）。
【００６３】
また上述のバッテリパック１１０の構成は、前述の実施形態１と比べて、別仕様の放電装置２３を備えている点、および、ＲＯＭ１７内に、単電池１５の１０Ｃに相当する電流値Ｉ２および第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０等が記憶エリアに記憶されている点で異なり、それ以外は同様である（図２参照）。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００６４】
放電装置２３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流回路を有するものであり、単電池１５の１０Ｃに相当する、例えば、１００Ａ程度の比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に用いる。
【００６５】
ところで、１０Ｃ以上の放電電流Ｉ２で、出力特性が低下した単電池１５を放電させると、急激に単電池１５の正極活物質の結晶変態（相変態）が発生し、正極活物質上の被膜に亀裂を生じたり、電流の集中により被膜に穿孔が生じたりして、正極活物質を露出させることができると考えられる。
なお、正極活物質はリチウム含有率に応じて、その酸化電位は変動し、そのリチウム含有率が大きいほど、酸化電位は低くなる。また、上述の通り正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位が第１酸化電位Ｖｓ１である。そこで、単電池１５の電圧Ｖｂが、その第１酸化電位Ｖｓ１よりもさらに低電位である６０％値Ｖ６０まで、放電電流Ｉ２で単電池１５を放電させることで、確実に結晶変態を発生させ、この単電池１５の出力特性を回復させることができる。
【００６６】
次に、車両１０１に搭載したバッテリパック１１０における単電池１５（組電池１１）の出力回復手法について、図４、図８、図９、および図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、本実施形態２における、メインルーチン（図４参照）は、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｂ）が、実施形態１と異なるのみで、他は同様である。
【００６７】
そこで、本実施形態２における、ステップＳ８ｂの出力回復ルーチンについて、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ３１では、実行回数ｎを１とおく。ステップＳ３２では、後述する回復前満充電ルーチンを実行する。その後、ステップＳ３３に進み、後述する第２出力回復ルーチンを実行する。そして、ステップＳ３４では、実行回数ｎに１を加える。
【００６８】
その後、ステップＳ３５で実行回数ｎが２より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｎが２以下である場合は、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２〜Ｓ３５を繰り返す。かくして、ステップＳ３２の第２出力回復ルーチンを３回繰り返したら（実行回数ｎ＝３）、メインルーチン（図４参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００６９】
次いで、ステップＳ３２の回復前満充電ルーチンについて、図９のフローチャートを参照して説明する。
まずステップＳ４１で単電池１５（組電池１１）が満充電であるかどうかを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち単電池１５（組電池１１）が満充電でない場合には、ステップＳ４２に進み、定電流・定電圧充電を開始し、単電池１５（組電池１１）が満充電になったところで充電を終了し（ステップＳ４４）、出力回復ルーチン（ステップＳ３２）に戻る。一方、ステップＳ４１でＹＥＳ、すなわち単電池１５（組電池１１）が満充電である場合、そのまま出力回復ルーチン（ステップＳ３２）に戻る。
【００７０】
次いで、ステップＳ３３の第２出力回復ルーチンについて、図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、ステップＳ５１において、放電装置２３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ１０Ｃの放電電流Ｉ２で放電させる。
すると、単電池１５（組電池１１）の電圧が下がるので単電池１５の電圧Ｖｂ、第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０に到達したところで、放電を終了し、出力回復ルーチン（ステップＳ３３）に戻る。
【００７１】
上述の第２出力回復ルーチンでは、１０Ｃという比較的大さな放電電流Ｉ２で放電する。従って、単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができる。
さらに、放電に先立って、単電池１５（組電池１１）を満充電にすることで、単電池１５の正極活物質のリチウムイオン含有率を大きく低下させ、正極活物質を確実に低リチウム側の結晶状態としておくことができる。このため、満充電後に１０Ｃの電流で放電させ、正極活物質を高リチウム側の結晶状態にして、この正極活物質に確実に結晶変態を生じさせることで、確実に単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができると考えられる。
【００７２】
次いで、単電池１５をなすリチウムイオン二次電池に、上述の第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を複数回実行した場合の出力回復結果を、図１１に示す。縦軸は、出力回復前のリチウムイオン二次電池の出力を１００％とした場合の、電池出力の変化（％）、横軸は第２出力回復ルーチンの実行回数ｎ（回）である。
第２出力回復ルーチンの実行回数ｎ＝１のとき（第２出力回復ルーチンを１回実行したとき）、電池出力は約１０８％に増大した。さらに、実行回数ｎ＝２以上のとき（複数回、第２出力回復ルーチンを実行したとき）、この電池出力は、実行回数ｎが増えるにつれてさらに増大している。
このことから、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を繰り返すことで、第２出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５、さらには組電池１１の出力特性を回復させることができることがわかる。
【００７３】
但し、実行回数ｎが大きくなるほど、電池出力の変化（増加分）が少なくなることが判る。この図１１のグラフから、実行回数ｎ＝３程度行えば、これ以上実行回数ｎを大きくしても、単電池１５の出力特性の回復があまり見込めないことから、実行回数ｎ＝３以内程度とすれば足りることが判る。そこで、本実施形態２では、前述したように、実行回数ｎを３回としている。
一方、本実施形態２では、出力低下した単電池１５（組電池１１）に対して、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を３回繰り返して実行したが、１回のみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００７４】
なお、本実施形態２における第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）は第２出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｂ）は反復第２出力回復手段に、回復前満充電ルーチン（ステップＳ３２）は第２回復前満充電手段にそれぞれ相当する。
【００７５】
（変形形態）
次に、実施形態２の変形形態について、図１２および図１３を参照して説明する。
なお、実施形態２では、放電電流Ｉ２の放電を終了させる条件が、第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０に達したか否か（ステップＳ５２）であった。これに対し、本変形形態では、単電池１５（組電池１１）を満充電の状態から１０Ｃの電流Ｉ２で放電させたとき、単電池１５の電圧Ｖｂが６０％値Ｖ６０になるまでの時間である、６０％低下時間ｔ６０が経過したか否かである点でのみ異なる。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００７６】
具体的には、本変形形態における、メインルーチン（図４参照）は実施形態２と同様である。また、ステップＳ８ｃの出力回復ルーチン（図１２参照）では、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）に代えて、後述する第３出力回復ルーチン（ステップＳ６３）を用いることを除き、実施形態２と同様である。
【００７７】
そこで、ステップＳ６３の第３出力回復ルーチンについて、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ５１において、放電装置２３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ１０Ｃの放電電流Ｉ２で放電させる。ステップＳ７２では、放電時間ｔｄが６０％低下時間ｔ６０に達したか否かを判定し、６０％低下時間ｔ６０の経過を待つ。６０％低下時間ｔ６０経過したところで（ステップＳ７２でＹＥＳ）、放電を終了し、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）に戻る。
この出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）では、実施形態２と同様（図８参照）、第３出力回復ルーチンを３回繰り返す。
【００７８】
かくして、第３出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができる。また、本変形形態では、放電を終了させるタイミング（ステップＳ５３）を放電時間ｔｄで制御するので、実施形態２よりも制御が簡単にできる。
【００７９】
なお、本変形形態における第３出力回復ルーチン（ステップＳ６３）は第３出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）は反復第３出力回復手段に、回復前満充電ルーチン（ステップＳ３２）は第３回復前満充電手段にそれぞれ相当する。
【００８０】
（実施形態３）
次に、本実施形態３について、図１４を参照しつつ説明する。
実施形態３にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）２１０を公知の手法で搭載した車両２０１は、バッテリパック２１０を備える点以外は、実施形態１と同様のハイブリッド電気自動車である（図１参照）。
【００８１】
また上述のバッテリパック２１０の構成は、前述の実施形態１と比べて、別仕様の放電装置３３を備えている点、およびＲＯＭ１７内に、単電池１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、１０Ｃに相当する電流値Ｉ２、再増大時電圧Ｖｃ、および第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０等が記憶エリアに記憶されている点で異なり、それ以外は同様である（図２参照）。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００８２】
放電装置３３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流回路を有するものであり、単電池１５の０．２Ｃに相当する比較的小さな放電電流Ｉ１による放電、および、１０Ｃに相当する比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に、切り替えて用いることが可能である。
【００８３】
次に、車両２０１に搭載したバッテリパック２１０における単電池１５（組電池１１）の出力回復手法について、図４、図６、図９、図１０、および図１４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態３は、メインルーチン（図４参照）の出力回復ルーチン（ステップＳ８ｄ）が、実施形態１等と異なるのみで、他は同様である。
【００８４】
そこで、ステップＳ８ｄの出力回復ルーチンについて、図１４のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ８１では、実行回数ｍ，ｎをそれぞれ１とおく。ステップＳ８２では、実施形態２において説明したのと同様の回復前満充電ルーチンを実行する（図９参照）。その後、ステップＳ８３では、実施形態２において説明したのと同様の第２出力回復ルーチンを実行する（図１０参照）。そして、ステップＳ８４で、実行回数ｎに１を加える。
さらにステップＳ８５に進み、実施形態１において説明したのと同様の第１出力回復ルーチンを実行し（図６参照）、その後、ステップＳ８６で、実行回数ｍに１を加える。
【００８５】
その後、ステップＳ８７で実行回数ｎが２より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｎが２以下である場合は、ステップＳ８２に戻り、ステップＳ８２〜Ｓ８７を繰り返す。一方、ＹＥＳの場合には、ステップＳ８８に進み、実行回数ｍが４より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｍが４以下である場合は、ステップＳ８５に戻り、ステップＳ８５〜Ｓ８８を繰り返す。かくして、ステップＳ８３の第２出力回復ルーチンを３回（実行回数ｎ＝３）、およびステップＳ８５の第１出力回復ルーチンを５回繰り返したら（実行回数ｍ＝５）、メインルーチン（図４参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００８６】
上述の出力回復ルーチンＳ８ｄでは、単電池１５（組電池１１）は、第１出力回復ルーチンによる放電、および、第２出力回復ルーチンによる放電をそれぞれ１回以上施すことができる。これにより、同一の単電池１５（組電池１１）について、二種類の手法を施すことができるから、単電池１５（組電池１１）の出力特性をより確実に回復させることができる。
一方、本実施形態３では、出力低下した単電池１５（組電池１１）に対して、第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を５回、および第２出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を３回繰り返して実行したが、１回ずつのみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００８７】
なお、本実施形態３における出力回復ルーチン（ステップＳ８ｄ）は、混合反復出力回復手段、反復第１出力回復手段、および反復第２出力回復手段に相当する。
【００８８】
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４について、図１５〜１７を参照しつつ説明する。
まず図１５は、本実施形態４にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）３１０を公知の手法で搭載したノート型パーソナルコンピュータ（以下ノートＰＣという）３０１を示す図である。
本実施形態４のノートＰＣ３０１は、リチウムイオン二次電池システムを含むバッテリパック３１０を、公知の手法で搭載したものであり、図１５に示すように、バッテリパック３１０、本体３２０、およびＡＣ電源アダプタ３３０を有する電池搭載機器である。バッテリパック３１０はノートＰＣ３０１の本体３２０に収容されている。
【００８９】
次いで、図１６に実施形態４にかかるリチウムイオン二次電池システムをなすバッテリパック３１０を示す。
バッテリパック３１０は、複数のリチウムイオン二次電池（単電池）３１５を直列に接続してなる組電池３１１、バッテリコントローラ３１２、放電装置４３、充電装置１４、およびスイッチ３１９を備える。
単電池３１５は、捲回形リチウムイオン二次電池である。また、バッテリコントローラ３１２は、実施形態１と同様に、ＣＰＵ３１６、ＲＯＭ３１７、およびＲＡＭ３１８を有する。
【００９０】
ＣＰＵ３１６は、バッテリパック３１０の制御を司っており、ＲＯＭ３１７には、各種記憶エリアが設けられ、後述の回復後積算充電回数、単電池３１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、単電池３１５の１０Ｃに相当する電流値Ｉ２、再増大時電圧Ｖｃ等のほか、正極活物質の第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０、あるいは６０％低下時間ｔ６０が記憶エリアに記憶されている。
また放電装置４３は、単電池３１５から定電流の放電が可能な定電流放電回路を有するものであり、単電池３１５の０．２Ｃに相当する比較的小さな放電電流Ｉ１による放電、および、１０Ｃに相当する比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に、切り替えて用いることが可能である。
充電装置１４は、ＡＣ電源アダプタを通じて供給される電力を、単電池３１５（組電池３１１）に適宜の電流値で定電流・定電圧充電が可能なものである。
さらに、スイッチ３１９は、単電池３１５の出力回復を実施する際に、通常接続している本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）と切り離すスイッチである。
また、ＡＣ電源アダプタ１３０は、それを介して、商用電源から、組電池３１１のほかバッテリコントローラ３１２にも電力を供給する役割を担う。
【００９１】
次に、ノートＰＣ３０１に搭載したバッテリパック３１０を用いて単電池３１５（組電池３１１）の出力回復させる手法について、図１７に示したフローチャートを参照にしつつ説明する。
まず、ノートＰＣ３０１を電源をオンにすると、それに伴いバッテリコントローラ３１２が起動し、ステップＳ９１において初期設定を行う。
次に、ステップＳ９２に進み、ＲＯＭ３１７内にある、前回の回復処理以降の組電池３１１の充電回数を積算した回復後積算充電回数が、１００回を越えているか否かを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち回復後積算充電回数が１００回を越えていない場合、ステップＳ９５に進む。一方、ＹＥＳ、すなわち回復後積算充電回数が１００回を越えていた場合には、ステップＳ９３に進み、回復フラグを０から１にする。その後、ステップＳ９４で、回復後積算充電回数を０回にしてＲＯＭ３１７内に記憶し、ステップＳ９５に進む。
【００９２】
次に、ステップＳ９５において、ＡＣ電源アダプタ３３０を通じた電力供給がされているか否かを判断する。これは、本実施形態４では単電池３１５（組電池３１１）の出力回復にあたり充電を行うため、ノートＰＣ３０１の外部から電力を供給させる必要があるためである。ここで、ＹＥＳ、つまり電力が供給されている場合、ステップＳ９８に進む。一方、ＮＯ、つまり電力が供給されていない場合には、ステップＳ９６で、ノートＰＣ３０１の画面上にＡＣ電源アダプタの接続を促すコメントを表示させる。
【００９３】
その後、ステップＳ９７で、再度ＡＣ電源アダプタ３３０を通じて電力供給があるか否かを判断し、ＹＥＳ、つまり電力が供給されている場合、ステップＳ９８に進む。一方、ＮＯ、つまり電力が供給されない場合には、ステップＳ９６に戻る。
【００９４】
ステップＳ９８で、回復フラグが１であるか否かを判定する。ここで、ＹＥＳ、すなわち回復フラグが１である場合は、ステップＳ９９に進み、スイッチ３１９をオフとし、本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）から切り離す。
次いで、ステップＳ１００に進み、出力回復ルーチンを実行する。その後、ステップＳ１０１でスイッチ３１９をオンとして、本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）と接続し、終了する。
【００９５】
ステップＳ１００の出力回復ルーチンは、実施形態１〜３および変形形態において、説明した出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ，Ｓ８ｂ，Ｓ８ｃ，Ｓ８ｄ）のいずれかと同様とすることが可能である。従って、ノートＰＣ３０１に搭載の単電池３１５（組電池３１１）を、確実に出力回復することが可能である。
【００９６】
以上において、本発明を実施形態１〜４、および変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態等では、捲回形の発電要素を持つリチウムイオン二次電池に適用した例を示した。しかし、複数の正電極板および負電極板を積層した、積層形のリチウムイオン二次電池においても適用できる。
さらに、充電装置に電力を供給するものとして、補機電源（およびエンジン）やＡＣ電源アダプタを介した商用電源を適用したが、複数のリチウムイオン二次電池を半数に分けて、一方の半数の電池について出力回復させる際に、他方の半数の電池を用いて充電を行うなど、必要な電力を供給するようにしても良い。
また、前述の実施形態等では、充電装置を用いて、電池（組電池）を満充電としたが、必ずしも満充電とする必要はなく、適切な充電状態まで充電するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施形態１〜３および変形形態にかかるリチウムイオン二次電池システムを搭載する車両を示す説明図である。
【図２】実施形態１〜３および変形形態にかかるバッテリパックの構成を示す説明図である。
【図３】リチウムイオン二次電池を小さな放電電流で放電させたときの電池の電圧の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施形態１〜３および変形形態にかかるバッテリコントローラのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施形態１，３および４にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施形態１，３および４にかかる第１出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施形態１，３および４にかかり、リチウムイオン二次電池について、第１出力回復ルーチンの実行回数と出力変化との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態２〜４および変形形態にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施形態２〜４および変形形態にかかる回復前満充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２〜４および変形形態にかかる第２出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態２〜４および変形形態にかかり、リチウムイオン二次電池について、第２出力回復ルーチンの実行回数と出力変化との関係を示すグラフである。
【図１２】変形形態および実施形態４にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】変形形態および実施形態４にかかる第３出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】実施形態３，４にかかる複数回の第１出力回復ルーチンおよび第２出力回復ルーチンを含む手段を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態４にかかるリチウムイオン二次電池システムを搭載するノートＰＣを示す説明図である。
【図１６】実施形態４にかかるバッテリパックの構成を示す説明図である。
【図１７】実施形態４にかかるバッテリコントローラのメインルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１，１０１，２０１ 車両
１０，１１０，２１０，３１０ バッテリパック（リチウムイオン二次電池システム）
１２，３１２ バッテリコントローラ（制御手段）
１３，２３，３３，４３ 放電装置（放電手段）
１４ 充電装置（充電手段、満充電手段）
１５，３１５ 単電池（リチウムイオン二次電池）
３０１ ノート型パーソナルコンピュータ（電池搭載機器）
Ｉ１ 第１放電電流（放電電流）
Ｉ２ 第２放電電流（放電電流）
Ｖｂ 電圧
Ｖｃ 再増大時電圧
Ｖｓ１ 第１酸化電位
ｔ６０ ６０％低下時間
Ｓ８ａ 出力回復ルーチン（反復第１出力回復手段）
Ｓ８ｂ 出力回復ルーチン（反復第２出力回復手段）
Ｓ８ｃ 出力回復ルーチン（反復第３出力回復手段）
Ｓ８ｄ 出力回復ルーチン（混合反復出力回復手段）
Ｓ１２，Ｓ８５ 第１出力回復ルーチン（第１出力回復手段）
Ｓ３２，Ｓ８２ 回復前満充電ルーチン（第２回復前満充電手段、第３回復前満充電手段）
Ｓ３３，Ｓ８３ 第２出力ルーチン（第２出力回復手段）
Ｓ６３ 第３出力ルーチン（第３出力回復手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池システム、リチウムイオン二次電池システムを用いる車両、およびリチウムイオン二次電池システムを用いる電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、使用に伴って充放電を繰り返すと、出力特性が低下する。この要因の１つは、電極（活物質）に不動態被膜が生成されるためであると考えられる。このため、電池寿命末期まで所定の出力特性を保つべく、出力特性の低下分を見込んで、出力の大きな二次電池を用いることがある。この場合には、電池の材料コストの上昇や電池体積の増大等の問題を生じる。
そこで下記の特許文献では、二次電池を組み立てた後、予備放電することにより、負極表面上に形成された不動態被膜を破壊することを提案している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９７３６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献で提案された技術は、二次電池の組み立て後にのみ予備放電を行っているので、電池の使用に伴って電極（活物質）上に発生し、充放電を妨害する被膜を低減することができない。従ってこの二次電池は、使用に伴い出力特性が低下していく虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、使用により低下したリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができるリチウムイオン二次電池システム、このリチウムイオン二次電池システムを用いる車両、および電池搭載機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、その解決手段は、電極部材を有するリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【０００７】
使用により出力特性が低下したリチウムイオン二次電池（特性低下電池）を、０．２Ｃの比較的小さな電流で放電させると、電池の電圧は徐々に低下していく。しかし、この電池電圧の単位時間当たりの電圧低下率について見ると、過放電の領域で、この電圧低下率の値が一旦減少した後に、再び増大する挙動を示す場合がある。つまり、一旦、電圧の低下速度が遅くなった後、再び電圧の低下速度が速くなる挙動を示す場合がある。これは、この電圧低下率が減少してから、再び増大する再増大時電圧になるまでの電圧域で、電極上の被膜を溶かす反応が進行しているためであると推定される。
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に、リチウムイオン二次電池の電圧が再増大時電圧になるまで、この電池を放電させる第１出力回復手段を含んでいる。この第１出力回復手段により再増大時電圧になるまでリチウムイオン二次電池を放電させることで、この電池の出力特性を回復させることができる。
【０００８】
ここで、０．２Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この０．２Ｃに相当する電流値を用いて上述の再増大時電圧を得る。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる０．２Ｃに相当する放電電流を用いて、再増大時電圧を得ても良い。
【０００９】
なお、リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極活物質を担持した正電極板、負極活物質を担持した負電極板、これらの間に介在するセパレータ、および電解液を備えるリチウムイオン二次電池が挙げられる。従って例えば、帯状の正電極板と帯状の負電極板を帯状のセパレータを介して捲回した捲回形や、複数の正電極板と複数の負電極板とを、セパレータを介して交互に積層した積層形が挙げられる。
【００１０】
また、正極活物質としては、電気化学的に自由にリチウムイオンの授受が可能なリチウム化合物であればよく、例えばＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＦｅＯ2、Ｌｉ2ＭｎＯ3、ＬｉＦｅＰＯ4、これらの混合物等が挙げられる。負極活物質もまた、電気化学的に自由に金属リチウムの授受が可能な導電性物質であればよく、例えば、金属リチウムを内部にドープ可能な導電性炭素材が挙げられる。
さらに、電解液としては、例えば、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの有機溶媒、あるいはこれらの混合有機溶媒に、例えば、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6等の電解質を溶解させた非水電解液が挙げられる。電解質体に電解液を用いた場合には、例えば、高分子繊維からなるセパレータに保持させて、正極活物質および負極活物質に接触させると良い。
【００１１】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池に所定の放電電流を放電させることができるものであればよく、例えば、定電流を流しうる定電流回路や所定の放電電流に見合う抵抗を備える抵抗回路等が挙げられる。
また、制御手段としては、リチウムイオン二次電池の充放電の制御が可能であればよく、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等の電子部品およびその周辺回路を備える制御装置等が挙げられる。
【００１２】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第１出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す反復第１出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００１３】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第１出力回復手段を含んでいる。このため、第１出力回復手段による放電を繰り返すことで、第１出力回復手段を１回のみ行う場合よりも、確実に電極に生じた被膜を溶かすことができる。従って、確実かつより大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００１４】
なお、充電手段としては、リチウムイオン二次電池を適宜の充電電流で充電できるものであればよく、充電電流の大きさ、充電パターン等は特に制限されない。
【００１５】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記所定の放電電流を、前記リチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下の電流としてなるリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００１６】
本発明のリチウムイオン二次電池システムでは、第１出力回復手段における放電電流をリチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下という比較的小さな放電電流としている。従って、電極に生成された被膜を溶かす反応を比較的長い時間をかけて進行させることができるので、確実に電極上の被膜を溶かすことができる。従って、電池の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００１７】
さらに、他の解決手段は、リチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第２出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、上記正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで、上記放電手段により、１０Ｃ以上の所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第２出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【００１８】
リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質は、充放電によりリチウム含有率が変化する。具体的には、充電を行うとリチウム含有率が低下し、放電によりリチウム含有率が上昇する。一方、正極活物質は、一般にリチウム含有率に応じて異なる結晶系をとるため、リチウム含有率が変化すると結晶変態（相変態）が起こる。そこで、大きな放電電流で電池を放電させると、正極活物質中のリチウム含有率が急増して、急激に結晶変態が生じ、寸法変化も生じるため、正電極（正極活物質）上の被膜に亀裂を生じさせ、正極活物質を露出させることができると考えられる。あるいは、大きな放電電流を流す際に生じる電流の集中等により、正電極あるいは負電極に生じていた被膜が穿孔されたり、亀裂を生じたりすることも考えられる。なお正極活物質は、リチウム含有率に応じて、その酸化電位が変動する。具体的には、リチウム含有率が大きいほど、酸化電位が低くなる。
【００１９】
そこでまず、正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とする。そして、第２出力回復手段を制御手段に含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の比較的大さな電流で、この電池の電圧が第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで放電させる。これにより、電池の出力特性を回復させることができる。
【００２０】
ここで、１０Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この１０Ｃに相当する電流値を用いて上述の第１酸化電位の６０％値になるまで放電させる。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる１０Ｃに相当する放電電流を用いて、第１酸化電位の６０％値まで放電させても良い。
【００２１】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池を１０Ｃ以上の所定の放電電流で放電させることができるものであれば良い。
【００２２】
なお、正極活物質としては、電気化学的に自由にリチウムイオンの授受が可能なリチウム化合物のうち、リチウムイオンの含有量の変化によって、その結晶の変態が起こるものであればよく、例えば、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＦｅＯ2等が挙げられる。リチウム化合物の第１酸化電位は、例えば、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＣｏＯ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＮｉＯ2（３．２Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）、ＬｉＦｅＯ2（１．５Ｖ ｖｓ Ｌｉ+／Ｌｉ）である。ただし、リチウム化合物の後に記す括弧内の数値は、それぞれのリチウム化合物の第１酸化電位である。
【００２３】
また、リチウム化合物の第１酸化電位の測定手法としては、例えば、電池の電極材料の評価手法の１つである、三極式セルを用いたサイクリックボルタンメトリー評価が挙げられる。ここで三極とは、対極、参照極、および作用極であり、対極および参照極には金属リチウムを、作用極には評価するリチウム化合物を担持した担持箔を用いて評価を行う。
【００２４】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第２出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする第２回復前満充電手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００２５】
リチウムイオン二次電池を満充電にすることで、その正極活物質のリチウムイオン含有率を大きく低下させることができる。従って、満充電手段によりリチウムイオン二次電池を満充電まで充電した後に、１０Ｃ以上の電流で放電させることで、確実に正極活物質の結晶の変態を発生させ、正極活物質上の被膜に亀裂を生じさせて、正極活物質を露出させることができる。従って、確実にリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００２６】
また、満充電手段は、リチウムイオン二次電池を満充電にさせることができるものであればよく、例えば、定電流・定電圧充電が可能な充電装置等が挙げられる。
【００２７】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第２出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す反復第２出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００２８】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第２出力回復手段を含んでいる。このため、第２出力回復手段による放電を繰り返すことで、第２出力回復手段を１回のみ放電する場合よりも、確実により大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００２９】
さらに、他の解決手段は、リチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備えるリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、上記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第３出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、この正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とし、所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の第１放電電流で放電させた場合に、放電開始から、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまでの時間を、６０％低下時間としたとき、上記所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、上記６０％低下時間以上、上記放電手段により、上記１０Ｃ以上の上記第１放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第３出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムである。
【００３０】
前述したように、リチウムイオン二次電池をその大きな放電電流で放電させると、正極活物質中のリチウム含有率が急変して、その結晶変態が急速に起こるため、正極活物質上の被膜に亀裂を生じさせるなどにより出力特性を回復できる。制御手段に第３出力回復手段を含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池を、第３出力回復手段により放電開始時充電状態から第１放電電流で６０％低下時間にわたり放電させる。これにより、リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３１】
ここで、１０Ｃの電流の具体的な大きさ（電流値）は、本来は上述のリチウムイオン二次電池の仕様（初期放電容量）により決められる。そして、この１０Ｃに相当する電流値を用いて上述の第１酸化電位の６０％値になるまで放電させる。但し、すでに使用された電池において、測定される現状の電池容量に基づいて与えられる１０Ｃに相当する放電電流を用いて、第１酸化電位の６０％値まで放電させても良い。
【００３２】
また、放電手段は、リチウムイオン二次電池に１０Ｃ以上の所定の放電電流を放電させることができるものであれば良い。
【００３３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第３出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする第３回復前満充電手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３４】
リチウムイオン二次電池を満充電にすることで、その正極活物質のリチウム含有率を大きく低下させることができる。従って、満充電手段によりリチウムイオン二次電池を満充電まで充電した後に、１０Ｃ以上の電流で放電させることで、確実にリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３５】
なお、満充電手段は、リチウムイオン二次電池を満充電させることができるものであれば良い。
【００３６】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、前記第３出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電とを、交互に繰り返す反復第３出力回復手段を含むリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３７】
本発明のリチウムイオン二次電池システムは、制御手段に反復第３出力回復手段を含んでいる。このため、第３出力回復手段による放電を繰り返すことで、第３出力回復手段を１回のみ放電する場合よりも、確実、かつ大きくリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる。
【００３８】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、前記制御手段は、上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる第１出力回復手段を有し、放電と上記充電手段による充電とを、交互に繰り返して、上記放電を複数回行う、混合反復出力回復手段であって、上記複数回の放電には、上記第１出力回復手段による放電、および、上記第２出力回復手段または上記第３出力回復手段のいずれかによる放電を、それぞれ１回以上含む混合反復出力回復手段を有するリチウムイオン二次電池システムとすると良い。
【００３９】
制御手段に混合反復出力回復手段を含む本発明のリチウムイオン二次電池システムによれば、リチウムイオン二次電池について、第１出力回復手段による放電、および、第２出力回復手段または第３出力回復手段のいずれかによる放電をそれぞれ１回以上施すことができる。これにより、同一のリチウムイオン二次電池について、二種類の手法を施すことができるから、この電池の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００４０】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いた車両である。
【００４１】
本発明の車両では、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いているので、使用に伴うリチウムイオン二次電池の出力特性を適宜回復させることができる車両とすることができる。
【００４２】
なお、リチウムイオン二次電池システムを用いた車両としては、その動力源の全部あるいは一部に電池による電気エネルギーを使用している車両であれば良く、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータ、鉄道車両が挙げられる。
【００４３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器である。
【００４４】
本発明の電池搭載機器では、上述のリチウムイオン二次電池システムを用いているので、使用に伴うリチウムイオン二次電池の出力特性を回復させることができる電池搭載機器とすることができる。
【００４５】
なお、リチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器としては、電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも１つとして利用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器、が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず図１は、実施形態１にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）１０を公知の手法で搭載した車両１を示す図である。
車両１は、エンジン８０、フロントモータ２０およびリアモータ３０を併用して駆動するハイブリッド電気自動車である。この車両１は、車体９０、エンジン８０、これに取り付けられたフロントモータ２０、リアモータ３０、高電圧ケーブル５０、インバータ６０、補機電池４０、ケーブル７０、およびバッテリパック１０を有している。バッテリパック１０は、車両１の車体９０に取り付けられている。
【００４７】
次いで、図２に実施形態１にかかるリチウムイオン二次電池システムをなすバッテリパック１０を示す。
バッテリパック１０は、複数のリチウムイオン二次電池（以下、単電池ともいう）１５を直列に接続してなる組電池１１、バッテリコントローラ１２、放電装置１３、充電装置１４、およびスイッチ１９を備える。
【００４８】
組電池１１を構成する各々の単電池１５は、図示しないが正極活物質としてＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、所定の導電剤、および結着剤をペースト化しアルミニウム箔に塗工した正極板と、負極活物質として天然黒鉛および所定量の結着剤をペースト化し銅箔に塗工した負極板を、セパレータを介して捲回した捲回形リチウムイオン二次電池である。また、この電池には、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、およびエチレンカーボネートを、３：３：４の混合比で混合した有機溶媒に、ＬｉＰＦ6からなる電解質を１．２５Ｍ／Ｌになるよう溶解させた電解液を用いる。
【００４９】
実施形態１にかかるバッテリパック１０のうち、バッテリコントローラ１２は、ＣＰＵ１６、ＲＯＭ１７、およびＲＡＭ１８を有し、ＲＯＭ１７およびＲＡＭ１８に保持されたプログラムおよびデータ等を用いて、放電装置１３、充電装置１４、およびスイッチ１９等に対し所定の制御を行う。このバッテリコントローラ１２は、車両１の通常使用時も、組電池１１（単電池１５）の充放電制御を担っている。
このうち、ＣＰＵ１６は、バッテリパック１０の制御を司っており、ＲＯＭ１７には、各種記憶エリアが設けられ、後述の回復後積算走行距離、単電池１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、および再増大時電圧Ｖｃ等が記憶エリアに記憶されている。また、ＲＡＭ１８にも、各種記憶エリアが設けられ、実行時には、一時的に所定の記憶エリアに記憶される。
【００５０】
また放電装置１３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流放電回路を有するものであり、単電池１５の０．２Ｃに相当する例えば２Ａ以下の比較的小さな放電電流Ｉ１による放電に用いる。
充電装置１４は、エンジン８０の駆動で発電するオルタネータ８１によって、高い充電状態を維持している補機電池４０を用いて、適宜の電流値で単電池１５（組電池１１）を定電流・定電圧充電が可能なものである。
さらに、スイッチ１９は、単電池１５（組電池１１）の出力回復を実施する際に、通常接続しているフロントモータ２０、リアモータ３０等を組電池１１（単電池１５）から切り離すスイッチである。
また、補機電池４０は、ケーブル７０を通じて、バッテリコントローラ１２の外部電源としての役割を担う。
【００５１】
ところで、組電池１１で用いている単電池１５は、長期間使用し充放電を繰り返すと、出力特性が低下してくる。このような単電池１５において、０．２Ｃの放電電流で放電させたときの電圧Ｖｂの経時変化のグラフを図３に示す。縦軸は単電池１５の電圧Ｖｂ（Ｖ）、横軸は放電時間（ｈ）である。
放電により電圧Ｖｂは低下し続けるのであるが、単位時間当たりの電圧低下率（電圧低下の傾き）に着目すると、放電を開始してしばらくは、この値が徐々に増大し続ける（Ａ部）。しかし電圧Ｖｂが３Ｖ以下の、通常過放電とされる範囲において、その後、電圧低下率が一時的に低下する領域が生じる（Ｂ部）。そして、その後、再び電圧低下率が増大し始める。そのときの電圧を再増大時電圧Ｖｃとする。電圧低下率がこのように変化するのは、Ｂ部で電極上の被膜の酸化還元反応が生じ、その被膜の溶解が進行しているためであると考えられる。
【００５２】
次に、車両１に搭載したバッテリパック１０を用いて、これに用いている単電池１５（組電池１１）を出力回復させる手法について、図４〜６に示したフローチャートを参照しながら説明する。
まず、図４のバッテリコントローラ１２のメインルーチンを示すフローチャートを説明する。
車両１をキーオン（起動）すると、それに伴いバッテリコントローラ１２が起動し、ステップＳ１において初期設定を行う。
次に、ステップＳ２に進み、ＲＯＭ１７内にある、前回の回復処理以降の車両１の走行距離を積算した回復後積算走行距離が、１０００ｋｍを越えているか否かを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち回復後積算走行距離が１０００ｋｍを越えていない場合、ステップＳ５に進む。一方、ＹＥＳ、すなわち回復後積算走行距離が１０００ｋｍを越えていた場合には、ステップＳ３に進み、回復フラグを０から１にする。その後、ステップＳ４で、回復後積算走行距離を０ｋｍにしてＲＯＭ１７内に記憶し、ステップＳ５に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、キーオフしたかどうかを判断し、車両１をキーオフにするまで、つまり運転者が車両１の使用を終了するまで待機する。これは、後述するように単電池１５（組電池１１）の出力回復には、この単電池１５（組電池１１）を充放電させる必要があるので、運転中を避けるためである。
【００５４】
車両１がキーオフになったら（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、回復フラグが１であるか否かを判定する。ここで、ＮＯ、すなわち回復フラグが０である場合、ステップＳ１０に進み、エンジンをストップする。一方、ＹＥＳ、すなわち回復フラグが１である場合は、車両１のエンジン８０の駆動を維持したままステップＳ７に進み、スイッチ１９をオフとし、フロントモータ２０およびリアモータ３０を、組電池１１（単電池１５）から切り離す。
次いで、ステップＳ８ａに進み、後述する出力回復ルーチンを実行する。その後、ステップＳ９でスイッチ１９をオンとして、フロントモータ２０、リアモータ３０を組電池１１（単電池１５）と接続し、ステップＳ１０でエンジン８０をストップして、終了する。
【００５５】
次いで、ステップＳ８ａの出力回復ルーチンについて図５のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１１では、実行回数ｍを１とおく。ステップＳ１２では、後述する第１出力回復ルーチンを実行し、その後、ステップＳ１３では、実行回数ｍに１を加える。
【００５６】
その後、充電装置１４を用いて単電池１５（組電池１１）を定電流・定電圧充電し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５で、単電池１５（組電池１１）の充電状態がＤＯＤ４０％と判定されるまで充電を続ける。なおＤＯＤ４０％となったか否かの判定は、単電池１５（組電池１１）の電圧ＶｂがＤＯＤ４０％に対応する所定電圧に達し、充電電流が所定電流（本実施形態１では１Ａ）に達したか否かで行うと良い。
充電終了後（ステップＳ１６）、ステップＳ１７で実行回数ｍが４より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｍが４以下である場合は、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２〜Ｓ１７を繰り返す。かくして、ステップＳ１２の第１出力回復ルーチンを５回繰り返したら（ｍ＝５）、メインルーチン（図３参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００５７】
次いで、ステップＳ１２の第１出力回復ルーチンについて、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、ステップＳ２１において、放電装置１３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ０．２Ｃの放電電流Ｉ１で放電させる。
すると、単電池１５の電圧Ｖｂが徐々に下がるので、ステップＳ２２でこの電圧Ｖｂが再増大時電圧Ｖｃに到達するまで待ち、ステップＳ２３で放電を終了した後に、出力回復ルーチン（ステップＳ１２）に戻る。
【００５８】
なお、上述の第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）では、放電電流Ｉ１として０．２Ｃという比較的小さな電流で単電池１５（組電池１１）を放電させる。これにより、前述した図３におけるＢ部内にとどまる時間、つまり単電池１５の電極に生成された被膜を溶かす反応が生じている時間を、比較的長く確保できるので、確実に電極上の被膜を溶かすことができる。従って、単電池１５（組電池１１）の出力特性をより確実に回復させることができる。
【００５９】
次いで、単電池１５をなすリチウムイオン二次電池に、上述の第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を複数回実行した場合の出力回復結果を図７に示す。縦軸は、出力回復前のリチウムイオン二次電池の出力を１００％とした場合の、電池の出力の変化（％）、横軸は第１出力回復ルーチンの実行回数ｍ（回）である。
第１出力回復ルーチンの実行回数ｍ＝１のとき（第１出力回復ルーチンを１回実行したとき）、電池出力は約１０９％に増大した。さらに、実行回数ｍ＝２以上のとき（複数回、第１出力回復ルーチンを実行したとき）、この電池出力は、実行回数ｍが増えるにつれてさらに増大している。
【００６０】
第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を繰り返す出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ）を設けることで、第１出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５、さらには組電池１１の出力特性を回復させることができることが判る。
但し、実相回数ｍが大きくなるほど電池出力の変化（増加分）が少なくなることが判る。このグラフから、実行回数ｍを大きくするごとに、リチウムイオン二次電池の出力の変化が小さくなることから、実行回数ｍ＝５以内程度とすれば足りることが判る。そこで本実施形態１では前述したように、実行回数ｍを５回としている。
一方、本実施形態１では、出力低下したリチウムイオン二次電池１５（組電池１１）に対して、第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を５回繰り返して実行したが、１回のみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００６１】
なお、本実施形態１における第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）は第１出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ）は反復第１出力回復手段にそれぞれ相当する。
【００６２】
（実施形態２）
次に、本実施形態２について、図面を参照しつつ説明する。
実施形態２にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック１１０）を公知の手法で搭載した車両１０１は、前述のバッテリパック１０に代えてバッテリパック１１０を備える点以外は、実施形態１と同様のハイブリッド電気自動車である（図１参照）。
【００６３】
また上述のバッテリパック１１０の構成は、前述の実施形態１と比べて、別仕様の放電装置２３を備えている点、および、ＲＯＭ１７内に、単電池１５の１０Ｃに相当する電流値Ｉ２および第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０等が記憶エリアに記憶されている点で異なり、それ以外は同様である（図２参照）。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００６４】
放電装置２３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流回路を有するものであり、単電池１５の１０Ｃに相当する、例えば、１００Ａ程度の比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に用いる。
【００６５】
ところで、１０Ｃ以上の放電電流Ｉ２で、出力特性が低下した単電池１５を放電させると、急激に単電池１５の正極活物質の結晶変態（相変態）が発生し、正極活物質上の被膜に亀裂を生じたり、電流の集中により被膜に穿孔が生じたりして、正極活物質を露出させることができると考えられる。
なお、正極活物質はリチウム含有率に応じて、その酸化電位は変動し、そのリチウム含有率が大きいほど、酸化電位は低くなる。また、上述の通り正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位が第１酸化電位Ｖｓ１である。そこで、単電池１５の電圧Ｖｂが、その第１酸化電位Ｖｓ１よりもさらに低電位である６０％値Ｖ６０まで、放電電流Ｉ２で単電池１５を放電させることで、確実に結晶変態を発生させ、この単電池１５の出力特性を回復させることができる。
【００６６】
次に、車両１０１に搭載したバッテリパック１１０における単電池１５（組電池１１）の出力回復手法について、図４、図８、図９、および図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、本実施形態２における、メインルーチン（図４参照）は、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｂ）が、実施形態１と異なるのみで、他は同様である。
【００６７】
そこで、本実施形態２における、ステップＳ８ｂの出力回復ルーチンについて、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ３１では、実行回数ｎを１とおく。ステップＳ３２では、後述する回復前満充電ルーチンを実行する。その後、ステップＳ３３に進み、後述する第２出力回復ルーチンを実行する。そして、ステップＳ３４では、実行回数ｎに１を加える。
【００６８】
その後、ステップＳ３５で実行回数ｎが２より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｎが２以下である場合は、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２〜Ｓ３５を繰り返す。かくして、ステップＳ３２の第２出力回復ルーチンを３回繰り返したら（実行回数ｎ＝３）、メインルーチン（図４参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００６９】
次いで、ステップＳ３２の回復前満充電ルーチンについて、図９のフローチャートを参照して説明する。
まずステップＳ４１で単電池１５（組電池１１）が満充電であるかどうかを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち単電池１５（組電池１１）が満充電でない場合には、ステップＳ４２に進み、定電流・定電圧充電を開始し、単電池１５（組電池１１）が満充電になったところで充電を終了し（ステップＳ４４）、出力回復ルーチン（ステップＳ３２）に戻る。一方、ステップＳ４１でＹＥＳ、すなわち単電池１５（組電池１１）が満充電である場合、そのまま出力回復ルーチン（ステップＳ３２）に戻る。
【００７０】
次いで、ステップＳ３３の第２出力回復ルーチンについて、図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、ステップＳ５１において、放電装置２３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ１０Ｃの放電電流Ｉ２で放電させる。
すると、単電池１５（組電池１１）の電圧が下がるので単電池１５の電圧Ｖｂ、第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０に到達したところで、放電を終了し、出力回復ルーチン（ステップＳ３３）に戻る。
【００７１】
上述の第２出力回復ルーチンでは、１０Ｃという比較的大さな放電電流Ｉ２で放電する。従って、単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができる。
さらに、放電に先立って、単電池１５（組電池１１）を満充電にすることで、単電池１５の正極活物質のリチウムイオン含有率を大きく低下させ、正極活物質を確実に低リチウム側の結晶状態としておくことができる。このため、満充電後に１０Ｃの電流で放電させ、正極活物質を高リチウム側の結晶状態にして、この正極活物質に確実に結晶変態を生じさせることで、確実に単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができると考えられる。
【００７２】
次いで、単電池１５をなすリチウムイオン二次電池に、上述の第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を複数回実行した場合の出力回復結果を、図１１に示す。縦軸は、出力回復前のリチウムイオン二次電池の出力を１００％とした場合の、電池出力の変化（％）、横軸は第２出力回復ルーチンの実行回数ｎ（回）である。
第２出力回復ルーチンの実行回数ｎ＝１のとき（第２出力回復ルーチンを１回実行したとき）、電池出力は約１０８％に増大した。さらに、実行回数ｎ＝２以上のとき（複数回、第２出力回復ルーチンを実行したとき）、この電池出力は、実行回数ｎが増えるにつれてさらに増大している。
このことから、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を繰り返すことで、第２出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５、さらには組電池１１の出力特性を回復させることができることがわかる。
【００７３】
但し、実行回数ｎが大きくなるほど、電池出力の変化（増加分）が少なくなることが判る。この図１１のグラフから、実行回数ｎ＝３程度行えば、これ以上実行回数ｎを大きくしても、単電池１５の出力特性の回復があまり見込めないことから、実行回数ｎ＝３以内程度とすれば足りることが判る。そこで、本実施形態２では、前述したように、実行回数ｎを３回としている。
一方、本実施形態２では、出力低下した単電池１５（組電池１１）に対して、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）を３回繰り返して実行したが、１回のみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００７４】
なお、本実施形態２における第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）は第２出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｂ）は反復第２出力回復手段に、回復前満充電ルーチン（ステップＳ３２）は第２回復前満充電手段にそれぞれ相当する。
【００７５】
（変形形態）
次に、実施形態２の変形形態について、図１２および図１３を参照して説明する。
なお、実施形態２では、放電電流Ｉ２の放電を終了させる条件が、第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０に達したか否か（ステップＳ５２）であった。これに対し、本変形形態では、単電池１５（組電池１１）を満充電の状態から１０Ｃの電流Ｉ２で放電させたとき、単電池１５の電圧Ｖｂが６０％値Ｖ６０になるまでの時間である、６０％低下時間ｔ６０が経過したか否かである点でのみ異なる。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００７６】
具体的には、本変形形態における、メインルーチン（図４参照）は実施形態２と同様である。また、ステップＳ８ｃの出力回復ルーチン（図１２参照）では、第２出力回復ルーチン（ステップＳ３３）に代えて、後述する第３出力回復ルーチン（ステップＳ６３）を用いることを除き、実施形態２と同様である。
【００７７】
そこで、ステップＳ６３の第３出力回復ルーチンについて、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ５１において、放電装置２３を用いて、単電池１５（組電池１１）を大きさ１０Ｃの放電電流Ｉ２で放電させる。ステップＳ７２では、放電時間ｔｄが６０％低下時間ｔ６０に達したか否かを判定し、６０％低下時間ｔ６０の経過を待つ。６０％低下時間ｔ６０経過したところで（ステップＳ７２でＹＥＳ）、放電を終了し、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）に戻る。
この出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）では、実施形態２と同様（図８参照）、第３出力回復ルーチンを３回繰り返す。
【００７８】
かくして、第３出力回復ルーチンを１回のみ実行する場合よりも、確実に、かつ大きく単電池１５（組電池１１）の出力特性を回復させることができる。また、本変形形態では、放電を終了させるタイミング（ステップＳ５３）を放電時間ｔｄで制御するので、実施形態２よりも制御が簡単にできる。
【００７９】
なお、本変形形態における第３出力回復ルーチン（ステップＳ６３）は第３出力回復手段に、出力回復ルーチン（ステップＳ８ｃ）は反復第３出力回復手段に、回復前満充電ルーチン（ステップＳ３２）は第３回復前満充電手段にそれぞれ相当する。
【００８０】
（実施形態３）
次に、本実施形態３について、図１４を参照しつつ説明する。
実施形態３にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）２１０を公知の手法で搭載した車両２０１は、バッテリパック２１０を備える点以外は、実施形態１と同様のハイブリッド電気自動車である（図１参照）。
【００８１】
また上述のバッテリパック２１０の構成は、前述の実施形態１と比べて、別仕様の放電装置３３を備えている点、およびＲＯＭ１７内に、単電池１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、１０Ｃに相当する電流値Ｉ２、再増大時電圧Ｖｃ、および第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０等が記憶エリアに記憶されている点で異なり、それ以外は同様である（図２参照）。
そこで、異なる点を中心として説明すると共に、同様の部分の説明は省略または簡略化するが、同様の部分については同様の作用効果を生じる。
【００８２】
放電装置３３は、単電池１５（組電池１１）の定電流放電が可能な定電流回路を有するものであり、単電池１５の０．２Ｃに相当する比較的小さな放電電流Ｉ１による放電、および、１０Ｃに相当する比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に、切り替えて用いることが可能である。
【００８３】
次に、車両２０１に搭載したバッテリパック２１０における単電池１５（組電池１１）の出力回復手法について、図４、図６、図９、図１０、および図１４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態３は、メインルーチン（図４参照）の出力回復ルーチン（ステップＳ８ｄ）が、実施形態１等と異なるのみで、他は同様である。
【００８４】
そこで、ステップＳ８ｄの出力回復ルーチンについて、図１４のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ８１では、実行回数ｍ，ｎをそれぞれ１とおく。ステップＳ８２では、実施形態２において説明したのと同様の回復前満充電ルーチンを実行する（図９参照）。その後、ステップＳ８３では、実施形態２において説明したのと同様の第２出力回復ルーチンを実行する（図１０参照）。そして、ステップＳ８４で、実行回数ｎに１を加える。
さらにステップＳ８５に進み、実施形態１において説明したのと同様の第１出力回復ルーチンを実行し（図６参照）、その後、ステップＳ８６で、実行回数ｍに１を加える。
【００８５】
その後、ステップＳ８７で実行回数ｎが２より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｎが２以下である場合は、ステップＳ８２に戻り、ステップＳ８２〜Ｓ８７を繰り返す。一方、ＹＥＳの場合には、ステップＳ８８に進み、実行回数ｍが４より大であるか比較する。ここで、ＮＯ、すなわち実行回数ｍが４以下である場合は、ステップＳ８５に戻り、ステップＳ８５〜Ｓ８８を繰り返す。かくして、ステップＳ８３の第２出力回復ルーチンを３回（実行回数ｎ＝３）、およびステップＳ８５の第１出力回復ルーチンを５回繰り返したら（実行回数ｍ＝５）、メインルーチン（図４参照）に戻り、ステップＳ９に進む。
【００８６】
上述の出力回復ルーチンＳ８ｄでは、単電池１５（組電池１１）は、第１出力回復ルーチンによる放電、および、第２出力回復ルーチンによる放電をそれぞれ１回以上施すことができる。これにより、同一の単電池１５（組電池１１）について、二種類の手法を施すことができるから、単電池１５（組電池１１）の出力特性をより確実に回復させることができる。
一方、本実施形態３では、出力低下した単電池１５（組電池１１）に対して、第１出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を５回、および第２出力回復ルーチン（ステップＳ１２）を３回繰り返して実行したが、１回ずつのみ行っても良いこと、および２回以上の任意の回数行っても良いことは明らかである。
【００８７】
なお、本実施形態３における出力回復ルーチン（ステップＳ８ｄ）は、混合反復出力回復手段、反復第１出力回復手段、および反復第２出力回復手段に相当する。
【００８８】
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４について、図１５〜１７を参照しつつ説明する。
まず図１５は、本実施形態４にかかる、リチウムイオン二次電池システム（バッテリパック）３１０を公知の手法で搭載したノート型パーソナルコンピュータ（以下ノートＰＣという）３０１を示す図である。
本実施形態４のノートＰＣ３０１は、リチウムイオン二次電池システムを含むバッテリパック３１０を、公知の手法で搭載したものであり、図１５に示すように、バッテリパック３１０、本体３２０、およびＡＣ電源アダプタ３３０を有する電池搭載機器である。バッテリパック３１０はノートＰＣ３０１の本体３２０に収容されている。
【００８９】
次いで、図１６に実施形態４にかかるリチウムイオン二次電池システムをなすバッテリパック３１０を示す。
バッテリパック３１０は、複数のリチウムイオン二次電池（単電池）３１５を直列に接続してなる組電池３１１、バッテリコントローラ３１２、放電装置４３、充電装置１４、およびスイッチ３１９を備える。
単電池３１５は、捲回形リチウムイオン二次電池である。また、バッテリコントローラ３１２は、実施形態１と同様に、ＣＰＵ３１６、ＲＯＭ３１７、およびＲＡＭ３１８を有する。
【００９０】
ＣＰＵ３１６は、バッテリパック３１０の制御を司っており、ＲＯＭ３１７には、各種記憶エリアが設けられ、後述の回復後積算充電回数、単電池３１５の０．２Ｃに相当する電流値Ｉ１、単電池３１５の１０Ｃに相当する電流値Ｉ２、再増大時電圧Ｖｃ等のほか、正極活物質の第１酸化電位Ｖｓ１の６０％値Ｖ６０、あるいは６０％低下時間ｔ６０が記憶エリアに記憶されている。
また放電装置４３は、単電池３１５から定電流の放電が可能な定電流放電回路を有するものであり、単電池３１５の０．２Ｃに相当する比較的小さな放電電流Ｉ１による放電、および、１０Ｃに相当する比較的大きな放電電流Ｉ２による放電に、切り替えて用いることが可能である。
充電装置１４は、ＡＣ電源アダプタを通じて供給される電力を、単電池３１５（組電池３１１）に適宜の電流値で定電流・定電圧充電が可能なものである。
さらに、スイッチ３１９は、単電池３１５の出力回復を実施する際に、通常接続している本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）と切り離すスイッチである。
また、ＡＣ電源アダプタ１３０は、それを介して、商用電源から、組電池３１１のほかバッテリコントローラ３１２にも電力を供給する役割を担う。
【００９１】
次に、ノートＰＣ３０１に搭載したバッテリパック３１０を用いて単電池３１５（組電池３１１）の出力回復させる手法について、図１７に示したフローチャートを参照にしつつ説明する。
まず、ノートＰＣ３０１を電源をオンにすると、それに伴いバッテリコントローラ３１２が起動し、ステップＳ９１において初期設定を行う。
次に、ステップＳ９２に進み、ＲＯＭ３１７内にある、前回の回復処理以降の組電池３１１の充電回数を積算した回復後積算充電回数が、１００回を越えているか否かを判別する。ここで、ＮＯ、すなわち回復後積算充電回数が１００回を越えていない場合、ステップＳ９５に進む。一方、ＹＥＳ、すなわち回復後積算充電回数が１００回を越えていた場合には、ステップＳ９３に進み、回復フラグを０から１にする。その後、ステップＳ９４で、回復後積算充電回数を０回にしてＲＯＭ３１７内に記憶し、ステップＳ９５に進む。
【００９２】
次に、ステップＳ９５において、ＡＣ電源アダプタ３３０を通じた電力供給がされているか否かを判断する。これは、本実施形態４では単電池３１５（組電池３１１）の出力回復にあたり充電を行うため、ノートＰＣ３０１の外部から電力を供給させる必要があるためである。ここで、ＹＥＳ、つまり電力が供給されている場合、ステップＳ９８に進む。一方、ＮＯ、つまり電力が供給されていない場合には、ステップＳ９６で、ノートＰＣ３０１の画面上にＡＣ電源アダプタの接続を促すコメントを表示させる。
【００９３】
その後、ステップＳ９７で、再度ＡＣ電源アダプタ３３０を通じて電力供給があるか否かを判断し、ＹＥＳ、つまり電力が供給されている場合、ステップＳ９８に進む。一方、ＮＯ、つまり電力が供給されない場合には、ステップＳ９６に戻る。
【００９４】
ステップＳ９８で、回復フラグが１であるか否かを判定する。ここで、ＹＥＳ、すなわち回復フラグが１である場合は、ステップＳ９９に進み、スイッチ３１９をオフとし、本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）から切り離す。
次いで、ステップＳ１００に進み、出力回復ルーチンを実行する。その後、ステップＳ１０１でスイッチ３１９をオンとして、本体３２０を組電池３１１（単電池３１５）と接続し、終了する。
【００９５】
ステップＳ１００の出力回復ルーチンは、実施形態１〜３および変形形態において、説明した出力回復ルーチン（ステップＳ８ａ，Ｓ８ｂ，Ｓ８ｃ，Ｓ８ｄ）のいずれかと同様とすることが可能である。従って、ノートＰＣ３０１に搭載の単電池３１５（組電池３１１）を、確実に出力回復することが可能である。
【００９６】
以上において、本発明を実施形態１〜４、および変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態等では、捲回形の発電要素を持つリチウムイオン二次電池に適用した例を示した。しかし、複数の正電極板および負電極板を積層した、積層形のリチウムイオン二次電池においても適用できる。
さらに、充電装置に電力を供給するものとして、補機電源（およびエンジン）やＡＣ電源アダプタを介した商用電源を適用したが、複数のリチウムイオン二次電池を半数に分けて、一方の半数の電池について出力回復させる際に、他方の半数の電池を用いて充電を行うなど、必要な電力を供給するようにしても良い。
また、前述の実施形態等では、充電装置を用いて、電池（組電池）を満充電としたが、必ずしも満充電とする必要はなく、適切な充電状態まで充電するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施形態１〜３および変形形態にかかるリチウムイオン二次電池システムを搭載する車両を示す説明図である。
【図２】実施形態１〜３および変形形態にかかるバッテリパックの構成を示す説明図である。
【図３】リチウムイオン二次電池を小さな放電電流で放電させたときの電池の電圧の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施形態１〜３および変形形態にかかるバッテリコントローラのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施形態１，３および４にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施形態１，３および４にかかる第１出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施形態１，３および４にかかり、リチウムイオン二次電池について、第１出力回復ルーチンの実行回数と出力変化との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態２〜４および変形形態にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施形態２〜４および変形形態にかかる回復前満充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２〜４および変形形態にかかる第２出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態２〜４および変形形態にかかり、リチウムイオン二次電池について、第２出力回復ルーチンの実行回数と出力変化との関係を示すグラフである。
【図１２】変形形態および実施形態４にかかる出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】変形形態および実施形態４にかかる第３出力回復ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】実施形態３，４にかかる複数回の第１出力回復ルーチンおよび第２出力回復ルーチンを含む手段を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態４にかかるリチウムイオン二次電池システムを搭載するノートＰＣを示す説明図である。
【図１６】実施形態４にかかるバッテリパックの構成を示す説明図である。
【図１７】実施形態４にかかるバッテリコントローラのメインルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１，１０１，２０１ 車両
１０，１１０，２１０，３１０ バッテリパック（リチウムイオン二次電池システム）
１２，３１２ バッテリコントローラ（制御手段）
１３，２３，３３，４３ 放電装置（放電手段）
１４ 充電装置（充電手段、満充電手段）
１５，３１５ 単電池（リチウムイオン二次電池）
３０１ ノート型パーソナルコンピュータ（電池搭載機器）
Ｉ１ 第１放電電流（放電電流）
Ｉ２ 第２放電電流（放電電流）
Ｖｂ 電圧
Ｖｃ 再増大時電圧
Ｖｓ１ 第１酸化電位
ｔ６０ ６０％低下時間
Ｓ８ａ 出力回復ルーチン（反復第１出力回復手段）
Ｓ８ｂ 出力回復ルーチン（反復第２出力回復手段）
Ｓ８ｃ 出力回復ルーチン（反復第３出力回復手段）
Ｓ８ｄ 出力回復ルーチン（混合反復出力回復手段）
Ｓ１２，Ｓ８５ 第１出力回復ルーチン（第１出力回復手段）
Ｓ３２，Ｓ８２ 回復前満充電ルーチン（第２回復前満充電手段、第３回復前満充電手段）
Ｓ３３，Ｓ８３ 第２出力ルーチン（第２出力回復手段）
Ｓ６３ 第３出力ルーチン（第３出力回復手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極部材を有するリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第１出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第１出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す
反復第１出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記所定の放電電流を、前記リチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下の電流としてなる
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項４】
リチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第２出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、上記正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで、上記放電手段により、１０Ｃ以上の所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第２出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第２出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする
第２回復前満充電手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第２出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す
反復第２出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項７】
リチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第３出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、この正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とし、
所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の第１放電電流で放電させた場合に、放電開始から、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまでの時間を、６０％低下時間としたとき、
上記所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、上記６０％低下時間以上、上記放電手段により、上記１０Ｃ以上の上記第１放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第３出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項８】
請求項７に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第３出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする
第３回復前満充電手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第３出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電とを、交互に繰り返す
反復第３出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項１０】
請求項４〜９に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第１出力回復手段を有し、
放電と上記充電手段による充電とを、交互に繰り返して、上記放電を複数回行う、混合反復出力回復手段であって、
上記複数回の放電には、上記第１出力回復手段による放電、および、上記第２出力回復手段または上記第３出力回復手段のいずれかによる放電を、それぞれ１回以上含む
混合反復出力回復手段を有する
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを用いた車両。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器。
【請求項１】
電極部材を有するリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第１出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第１出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す
反復第１出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記所定の放電電流を、前記リチウムイオン二次電池の０．２Ｃ以下の電流としてなる
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項４】
リチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第２出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、上記正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまで、上記放電手段により、１０Ｃ以上の所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第２出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第２出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする
第２回復前満充電手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第２出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電と、を交互に繰り返す
反復第２出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項７】
リチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する制御手段と、を備える
リチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を放電させる放電手段、を備え、
上記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第３出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池に用いている正極活物質が示す酸化電位のうち、この正極活物質が含みうる最大量のリチウムを含ませた正極活物質が示す酸化電位を第１酸化電位とし、
所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、１０Ｃ以上の第１放電電流で放電させた場合に、放電開始から、上記リチウムイオン二次電池の電圧が、上記第１酸化電位の６０％の大きさである６０％値になるまでの時間を、６０％低下時間としたとき、
上記所定の放電開始時充電状態にある上記リチウムイオン二次電池を、上記６０％低下時間以上、上記放電手段により、上記１０Ｃ以上の上記第１放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第３出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項８】
請求項７に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する満充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第３出力回復手段に先立ち、上記リチウムイオン二次電池を上記満充電手段により満充電とする
第３回復前満充電手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
前記第３出力回復手段による放電と、上記充電手段による充電とを、交互に繰り返す
反復第３出力回復手段を含む
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項１０】
請求項４〜９に記載のリチウムイオン二次電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を充電する充電手段、を備え、
前記制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池の出力特性を回復させる第１出力回復手段であって、
上記リチウムイオン二次電池が出力特性の低下した特性低下電池であるとした場合において、上記特性低下電池を０．２Ｃの放電電流で放電させ、上記特性低下電池の電圧のうち、単位時間当たりの電圧低下率が一旦低下した後に再び増大し始めた時点の電圧を、再増大時電圧としたとき、
上記リチウムイオン二次電池の電圧が上記再増大時電圧になるまで、上記放電手段により、所定の放電電流で上記リチウムイオン二次電池を放電させる
第１出力回復手段を有し、
放電と上記充電手段による充電とを、交互に繰り返して、上記放電を複数回行う、混合反復出力回復手段であって、
上記複数回の放電には、上記第１出力回復手段による放電、および、上記第２出力回復手段または上記第３出力回復手段のいずれかによる放電を、それぞれ１回以上含む
混合反復出力回復手段を有する
リチウムイオン二次電池システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを用いた車両。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを用いた電池搭載機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２０４７１５（Ｐ２００８−２０４７１５Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３８１１５（Ｐ２００７−３８１１５）
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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